1、专题四 金属 金属矿物 专题四 金属 金属矿物知识结构金属 金属矿物金属纯金属物理性质及用途共性：常温下，多数金属为 银白色 固体，密度较大，熔点较高，有良好的 导热性 、导电性、延展性、机械加工性能特性：铜呈 紫 红色，金呈 黄 色，汞为液体用途由金属本身的性质、价格、资源、是否美观、使用是否便利、是否便于回收和环保等因素决定化学性质与氧气反应与稀盐酸、稀硫酸反应与金属的盐溶液反应置换反应金属活动性顺序及其应用合金形成：一种金属与某些金属或非金属熔合在一起而形成的具有 金属特性 的物质性质强度和硬度比其组成金属 高 熔点比其组成金属 低 种类：铁合金、铝合金、铜合金、钛合金等用途金属资源的利
2、用和保护金属矿石以单质形态存在：金矿、银矿以化合物形态存在：铁矿石、铜矿石、铝矿石等 矿石的存在形式与金属活动性有关铁的冶炼原理：在高温下，利用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来化学方程式： 高温 实验装置、反应现象等（详见考点清单）工业炼铁设备： 炼铁高炉 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气反应方程式高温 高温 高温 金属的腐蚀与防护铁生锈的条件：铁与 水、氧气 直接接触防锈措施：铁制品表面涂油、刷漆、镀铬、改变内部结构及保持表面干燥金属资源的保护防止 锈蚀 回收利用寻找 替代品 合理、有计划地开采考点清单考点一 金属材料、金属资源的利用和保护一、金属材料金属之最 年中考年模拟银：导电、导热性最好
3、的金属；铝：地壳中含量最高的金属元素；钙：人体中含量最高的金属元素；铬：硬度最高的金属；钨：熔点最高的金属；汞：熔点最低的金属；锇：密度最大的金属；锂：密度最小的金属。合金合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。金属在熔合了其他金属或非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。专题四 金属 金属矿物 二、金属资源的利用和保护实验室用还原氧化铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原理：高温 现象：红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊步骤：先通，后加热；反应完毕后，先停止加热，直到装置冷却后再停止通实验装置：实验过程中应注意的几个问题：（）实验步骤：实验前应先通，目的
4、是把装置内的空气排干净，防止爆炸，然后再加热；反应完成后，须待玻璃管内的物质冷却后再停止通，目的是防止生成的铁再次被氧化，即实验前“先通，后加热”，实验完成后“先停止加热，后停止通气”。如果违反操作，后果是“前者颠倒爆炸，后者颠倒氧化”。（）此实验的加热装置为酒精喷灯，目的是提高反应温度。（）实验的尾气处理除了可以用点燃、收集的方法外，还可以直接将导管转向酒精喷灯（既可防止污染空气，又能充分利用尾气燃烧放出的热量，节约能源）。如图：高炉炼铁中两种重要原料的作用（）焦炭燃烧放热，提高炉温提供还原剂（）石灰石：将铁矿石中的杂质转变为炉渣。铁生锈条件的实验探究设计思路：控制条件 对比法如图所示进行实
5、验：第一支试管油封，不给氧气和水的条件；第二支试管给水、不给氧气的条件；第三支试管只给干燥空气、不给水的条件；第四支试管给氧气和水的条件。根据现象推测铁生锈的条件。实验现象：约一周后可观察到前三支试管中三根铁钉没有明显变化。第四支试管中的铁钉表面生成了一层红褐色的铁锈，而在铁钉与水和空气接触的部位，生成的铁锈最厚。分析和结论：铁制品的锈蚀条件为与水、氧气（或空气）同时接触。考点二 金属的性质和用途金属物理性质及用途（见知识结构）金属化学性质归纳反应实例说明备注金属与氧气的反应 点燃 大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。镁、铝等在常温下就能与氧气反应，铁、铜等在高温时能与氧气反
6、应，金在高温时也不与氧气反应。因此由金属与反应的难易程度，即可确定金属的活动性铁在纯氧中燃烧的生成物是；铁在潮湿的空气中生锈主要产物是。金属氧气金属氧化物（化合反应）金属与盐酸、稀硫酸的反应 （） 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，而位于氢后面的金属则不能；并且金属活动性越强，与酸反应的速率越快（即产生的速率越快）活泼金属酸盐 （置换反应）金属与某些化合物溶液的反应 （） （）如果一种金属能将另一种金属从其化合物溶液中置换出来，则该金属的活动性比另一种金属强金属 盐金属 盐 （置换反应）（盐必须可溶；金属不能为、）金属活动性顺序（）金属活动性顺序为、（）、。（）金
7、属活动性顺序的应用比较金属活动性的强弱：金属活动性顺序中位置越靠前，金属的活动性越强。判断金属能否与稀硫酸或盐酸反应置换出氢气：金属活动性顺序中位于氢前面的金属能与稀硫酸或盐酸反应产生氢气，位于氢后面的金属不能与稀硫酸或盐酸反应产生氢气。判断金属与盐溶液能否发生置换反应：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能将位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。 年中考年模拟易错清单易错点一 金属与酸、盐溶液的反应规律及反应后溶液质量的变化项目金属酸盐氢气金属盐新金属新盐反应规律金属（金属活动性顺序中）金属不选、金属活动性强，与盐溶液反应不能置换出新金属“氢前可置换，氢后不能换”“前金换后金，后金不能换
8、前金”酸 ，生成物中的铁元素显价，不显价，可记为“铁与酸，不成三（价）”盐 新金属，生成物中的铁元素显价，不显 价，可记为“铁与盐，不成三（价）”酸或盐选用稀硫酸或稀盐酸，不能用浓硫酸、硝酸，一般不用浓盐酸（易挥发）盐必须可溶，如与不能反应溶液质量变化反应后溶液质量增大，增大的质量等于反应的金属的质量减去生成氢气的质量。如 ，当有 铁参加反应时，生成 氢气，则溶液质量增大了 金属与盐溶液反应后，溶液质量可能增大，也可能减小，视具体情况而定。如 ，当有 铁参加反应时，生成的金属铜为 ，反应后溶液的质量减小了 易错点二 金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断如将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝
9、酸锌的混合溶液中，由于锌比铁活泼，根据金属与盐反应的规律可知铁不与硝酸锌溶液发生反应，因此滤液中一定含有硝酸锌，滤渣中一定不含金属锌；根据“优先反应”（远距离先置换）规律，无论铁的量多与少，铁首先与硝酸银溶液发生反应，硝酸银反应完全后，若铁粉有剩余，铁才与硝酸铜溶液发生反应。最终剩余物的成分与加入铁粉的量有关。具体分析如下：铁粉的量（持续加入）滤渣成分滤液成分（）（）（）、（）、（）、（）（）、（）、（）、（）（）、（）、（）（）（）、（）、（）（）（）、（）（）（）、（）例 （上海，）在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，反应停止后过滤，滤液仍为蓝色。有关判断正确的是（ ）滤渣中一定有
10、银，没有铜和锌滤渣中一定有银和锌，可能有铜滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银解析 锌粉加入、（）的混合溶液中，锌先和反应，再和（）反应。反应后过滤，滤液仍为蓝色，说明滤液中含有（），则锌无剩余，滤渣中一定有，可能含有；滤液中一定有（）、（），可能含有。答案 错因透视 不能根据滤液仍为蓝色判断出反应的情况而错选。方法 解答探究金属活动性顺序题目的方法探究金属的活动性强弱的方法方法一：金属与酸反应。能反应的金属比活泼，反应越剧烈，则越活泼；不反应的金属位于之后。方法二：金属与盐溶液反应。能反应，则表示金属的活动性强于组成该盐的金属。运用金属活动性顺序验证金属
11、活动性强弱的实验方案设计方法验证项目实验方案判断理由比较两种金属的活动性强弱，如、方案一：将金属锌放入铜的盐溶液中方案二：将金属铜放入锌的盐溶液中方案三：将金属锌、铜分别放入稀盐酸中方案四：将金属锌、铜同时放入两者中间的一种金属的盐溶液中，如溶液置换反应能发生，则锌铜置换反应不能发生，则铜锌根据能否与酸反应（或与酸反应的速率快慢）判断根据置换反应能否发生作出相应判断专题四 金属 金属矿物 续表验证项目实验方案判断理由比较三种金属的活动性强弱，如、方案一：将金属镁、铜同时放入溶液中（两边的金属与中间金属的盐溶液）方案二：将金属铁分别放入溶液和溶液中（两边金属的盐溶液与中间的金属）根据金属与盐溶液
12、的置换反应能否发生作出相应判断，方案一中镁与反应而铜与不反应；方案二中与反应而与不反应，均可证明金属活动性方案三：将三种金属同时放入稀盐酸（或稀硫酸）中根据金属与酸的置换反应能否发生及反应速率的快慢作出判断。 与酸反应速率快，与酸反应速率慢，与酸不反应，证明金属活动性比较多种金属的活动性强弱，如、步骤一：先将四种金属单质同时放入稀盐酸或稀硫酸中步骤二：再用比较两种金属活动性强弱的方案比较和的活动性强弱根据能否与酸发生置换反应将四种金属分为两组。排在氢前面的和，由于反应速率不同，可判断出；排在氢后面的和的验证方案见两种金属的验证方案例 （广东广州，）化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，
13、设计了下图所示实验方案。下列说法不正确的是（ ）由实验甲可知金属活动性：由实验乙可知金属活动性：由实验甲、乙、丙可知金属活动性：实验甲中的改为不能完成本实验探究解析 根据实验甲中铝丝表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为无色的现象可知，铝能将铜从其盐溶液中置换出来，故金属活动性，正确；根据实验乙中铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色的现象可知，铜能将银从其盐溶液中置换出来，故金属活动性，正确；综合、的结论可知金属活动性：，正确；实验甲中的改为也有相同的现象，能完成题中实验探究，错误。答案 变式训练 （广西南宁，）填写实验报告。【实验目的】探究铜、铝、银的金属活动性顺序。【实
14、验过程】实验内容实验现象解释或化学方程式（）将一根用砂纸打磨干净的铝线浸入硫酸铜溶液中铝线表面有 色物质生成，溶液颜色变浅用砂纸打磨铝线的目的是 （）将一根用砂纸打磨干净的铜线浸入溶液中铜线表面有银白色物质生成，溶液由无色变成蓝色化学方程式： 【实验结论】铜、铝、银的金属活动性顺序由强到弱为 。答案 【实验过程】实验内容实验现象解释或化学方程式红除去铝线表面的氧化膜硝酸银（或） （） （合理即可）【实验结论】解析 铝的化学性质活泼，在常温下即可与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，打磨后，铝才能和溶液反应置换出红色的铜；要证明铜比银活泼，用和溶液反应即可，反应的化学方程式为 （）。方法 金属与酸
15、反应生成氢气的图像题的解题方法等质量氢图两种金属与酸反应产生氢气的质量相同，此图反映两种情况：（）酸不足，金属过量，产生的氢气质量由酸的质量决定。（）酸足量，投放的两种金属与酸反应产生氢气的质量恰好完全相同，如 锌和 铁分别投入足量的盐酸中，反应产生的氢气质量相同。等质等价金属图如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子的化合价都是价，产生氢气的速率和质量不同。此图反映出：（）金属越活泼，图示反应物的线越陡，如线比线陡，线比线陡。（）金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高。可简单概括为：越陡越活，越高越小。等质不等价金属图 年中考年模拟铝、镁、锌与酸反应生成的金属
16、离子的化合价分别为、，此图反映出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同而且产生氢气的质量与金属离子的化合价有关。可用下式计算氢气质量：（） （金属）化合价相对原子质量例 （山东泰安，）现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为价）。则下列说法中不正确的是（ ）生成氢气的质量：甲乙丙相对原子质量：乙丙甲金属活动性：乙甲丙消耗硫酸的质量：甲乙丙解析 根据题图可知，生成氢气的质量：甲乙丙，故正确；甲、乙、丙在生成物中化合价相同，则等质量的三种金属与足量酸反应，生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小，
17、则相对原子质量：丙乙甲，故错误；相等时间内生成氢气越多，金属活动性越强，故金属活动性：乙甲丙，故正确；生成氢气越多，消耗硫酸越多，则消耗硫酸的质量：甲乙丙，故正确。答案 变式训练 （山东济宁，）在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图像，分析图像得到的以下结论中，正确的是（ ） 、三种金属都能置换出酸中的氢生成相同质量的氢气消耗金属的质量为生成相同质量的氢气消耗、三种金属的质量比为 生成相同质量的氢气消耗、三种金属的原子个数比为 答案 解析 从题图中可以看出，、三种金属都能置换出酸中的氢，正确；根据题图中的数据， 镁与酸反应生成 氢气， 锌与酸反应生成 氢气， 钠与酸反应生成 氢气，生成 氢气需钠的质量为 ，因此生成相同质量的氢气消耗金属的质量为，错误；生成相同质量的氢气消耗、三种金属的质量比为 ，错误；生成相同质量的氢气消耗、三种金属的原子个数比为 ，正确，故选。
